喷镀材制造技术

为了抑制铝热喷镀所使用的喷镀材的着火性及发尘性且提高粘接性，本发明专利技术在于提供下述喷镀材，其包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面喷吹，通过所述金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被施工面，其特征在于，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下，所述金属Si粉的中位直径为10μm以下，所述金属Si粉整体中的粒度2μm以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于工业用窑炉的炉壁修补等的喷镀材。
技术介绍
作为修补工业用窑炉的炉壁的技术之一，已知有将包含耐火原料粉及金属粉作为主材的喷镀材以氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面(被修补面)喷吹，利用金属粉的燃烧产热使耐火原料熔融附着的铝热喷镀法。由于这样的用于铝热喷镀的喷镀材包含金属粉，故而必然存在易于着火的问题，在专利文献1中提出了从喷镀装置的构成面进行防止着火的技术。然而，既然喷镀材具有着火性，那仅从喷镀装置的构成面进行防止着火的对策就不能说充分，期望有能够抑制喷镀材自身的着火性的技术。为了抑制喷镀材的着火性，已知将Al-Mg合金粉、Ca-Si合金粉等与其他金属粉相比着火性低的金属Si粉作为主材使用(例如，专利文献2、3)。此外，对于喷镀材而言，除上述的防止着火以外，为了提高操作性，还需要抑制由金属粉引起的发尘，为了对被修补面稳定地进行施工，需要使粘接性(熔融附着性)提高。关于抑制由金属粉引起的发尘这点，本专利技术者尝试了金属Si粉整体中包含10质量％以上的2μm以下的金属Si粉的上述专利文献3的喷镀材，结果发现喷镀施工时显著产生由金属Si粉引起的发尘，操作者的视野变差，喷镀施工非常困难。专利文献1日本特开2013-43141号公报专利文献2日本专利第4109663号公报专利文献3日本特开2005-336001号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题在于抑制铝热喷镀所使用的喷镀材的着火性及发尘性且提高粘接性。为了解决上述课题，本专利技术者进行了深入研究，结果首先从防止着火的观点出发，得到了使金属Si粉的中位直径变小较为有效的见解。此外，从抑制由金属Si粉引起发尘的观点出发，得到了降低粒度2μm以下的金属Si粉的含量较为有效的见解。进而，从提高粘接性的观点出发得到了下述见解：由于金属Si粉的含量少时无法得到作为喷镀材的必要的粘接性，故而确定了用于提高粘接性所需的金属Si粉的含量。本专利技术基于上述见解而完成，本专利技术的喷镀材包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面喷吹，通过金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被施工面，其特征在于，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下，所述金属Si粉的中位直径为10μm以下，所述金属Si粉整体中的粒度2μm以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。本专利技术中所述金属Si粉的中位直径优选为8μm以下。根据本专利技术，能够抑制用于铝热喷镀的喷镀材的着火性及发尘性且提高粘接性。即，通过使喷镀材中的金属Si粉的中位直径为15μm以下能够抑制着火性，通过使金属Si粉整体中的粒度2μm以下的金属Si粉的含量为8质量％以下能够抑制发尘性。进而，通过使金属Si粉的含量为10质量％以上可得到粘接性。且，金属Si粉的含量超过25质量％时，即使中位直径减小也变得易于着火。因此，从粘接性及着火性的观点出发，需要金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下。附图说明图1表示根据本专利技术者进行的实验的金属Si粉的中位直径与爆炸临界浓度的关系。具体实施方式首先从抑制喷镀材的着火性的观点出发，本专利技术的特征在于，喷镀材中所包含的金属Si粉的中位直径为15μm以下、更为限定的是10μm以下。图1表示根据本专利技术者进行的实验的金属Si粉的中位直径与爆炸临界浓度的关系。爆炸临界浓度基于JIS(日本工业标准)Z8818在氧气气氛下测定。通过超声波均质器使试样(金属Si粉)分散并用激光衍射散射式粒度分布仪来测定中位直径。中位直径相当于通过该测定所得到的粒度的累积分布(体积分布)的中位累积值(d50)。如图1所示，可知当金属Si粉的中位直径为15μm以下时，爆炸临界浓度急剧增高而难以着火。根据以往的技术常识，预测使金属Si粉的中位直径变小时，反而变得易于着火，但在本专利技术者的实验中得到了与该预测相反的见解。推测这是由于金属Si粉的中位直径为15μm以下时，因微细的金属Si粉凝集而形成拟似粒子，故而表观粒径变大，金属Si粉的活性降低。认为即使在实际的喷镀施工中，因金属Si粉在被载气运送时，中位直径为15μm以下的金属Si粉凝集而形成拟似粒子且活性降低，从而可抑制着火性。另一方面，在喷镀施工中金属Si粉的活性降低会给对被施工面的粘接性(熔融附着性)带来不利影响。然而，在本专利技术中，由于金属Si粉原本是中位直径为15μm以下的微细粒子，即使在通过载气的运送中形成粗大的拟似粒子，因向被施工面的喷吹(碰撞)引起的冲击也分离成一个个微细的金属Si粉，其
活性无论怎样均可得到发挥。这样一来本专利技术可达到下述一石二鸟的效果，通过使金属Si粉的中位直径为15μm以下，可抑制喷镀材的着火性，且还可提高对被施工面的粘接性(熔融附着性)。此外，从抑制喷镀材的发尘性的观点出发，本专利技术的特征在于，金属Si粉整体中的粒度2μm以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。这是基于下述本专利技术者的新见解，为了抑制喷镀材的发尘性，降低粒度2μm以下的金属Si粉的含量较为有效。即，即使金属Si粉的中位直径变小，通过使粒度2μm以下的含量为8质量％以下也可抑制发尘性。在本专利技术中，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下。金属Si粉的含量小于10质量％时，无法得到作为喷镀材的必要的粘接性(熔融附着性)，超过25质量％时，即使中位直径变小也变得易于着火。在本专利技术的喷镀材中，金属Si粉以外的剩余部分主要由非金属的耐火材料粉构成。非金属的耐火材料粉的材质可与现有的喷镀材所使用的耐火材料粉为相同材质，例如，可列举选自二氧化硅粉、氧化镁粉、氧化铝粉、硅酸铝粉、硅酸镁粉、铝镁粉、铝尖晶石粉、氧化钙粉、硅酸钙粉等中的一种或两种以上的组合。上述耐火材料粉的粒度构成也可根据现有的喷镀材来适当调整。在本专利技术中，作为金属粉的主材使用金属Si粉，在金属Si粉以外的剩余部分中，除非金属的耐火材料粉以外，作为用于提高产热性的助燃剂，还可少量添加Al粉、Al-Mg合金粉、Mg粉、Fe-Si合金粉、Ca-Si合金粉等的金属Si粉以外的金属粉(在喷镀材整体中最多为1质量％)。进而，作为助燃剂，在不对喷镀材的物性带来影响的范围内(例如，在喷镀材整体中小于2质量％)，还可添加树脂、沥青等在可氧气气氛下燃烧的有机类粉末。实施例表1同时表示本专利技术的喷镀材的实施例与对比例。在本实施例中，作为非金属的耐火材料粉，使用二氧化硅粉。作为二氧化硅粉，可列举天然石英粉、熔融二氧化硅粉、硅砂、硅石粉或者以上述成分为主体的耐火物粉等。表1将各例的喷镀材喷镀施工于作为被施工面的砖表面，并对其喷镀施工时着火的有无、发尘性及喷镀后与砖的粘接性(熔融附着性)进行评价。喷镀施工使用通常的喷镀装置，通过安装于釜底部的带式供料器(Tape Feeder)将喷镀材运出，用氧气运送并从喷嘴尖端朝向砖表面喷吹。喷镀材(粉体)的供给速度为60kg/h，砖表面与喷嘴尖端的距离为80mm，每1次将3kg的喷镀材喷吹到砖表面。喷镀施工时对着火的有无如下进行评价，将上述的喷镀施工反复进行100次，着火的发生为0次时记为◎，1次时记为○，2次时记为△，3次以上时记为×。发尘性如下进行评价，喷镀施工时几乎不发尘且视野良好时记为◎，少许发尘但视野良好时记为○，有发尘、视野有点差但施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷镀材，其包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面喷吹，通过所述金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被施工面，其特征在于，喷镀材整体中的金属Si粉的含量为10质量％以上、25质量％以下，所述金属Si粉的中位直径为10μm以下，所述金属Si粉整体中的粒度2μm以下的金属Si粉的含量为8质量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 JP 2014-0146011.一种喷镀材，其包含耐火材料粉及金属Si粉，将氧气或含有氧气的气体作为载气向被施工面喷吹，通过所述金属Si粉的燃烧产热而熔融附着于被施工面，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：本田和宽，松井泰次郎，
申请(专利权)人：黑崎播磨株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP